JP2009260695A - 無線通信ネットワーク - Google Patents

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大輔 牧野
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Abstract

【課題】無線端末を新たに設置する場合、無線端末間の通信の信頼性の高い複数ルートとなる場所への無線端末の設置可否を、設置場所にて容易に判断することができる無線通信ネットワークを得る。
【解決手段】計測装置4、40が計測するデータを無線送信する無線端末5、50と、この無線端末から送信される計測データを中継する無線移動中継端末7、70と、データ送受信を行う無線ホスト6と、この無線ホストと接続された管理サーバ2で構成された無線通信ネットワークで、この無線通信ネットワークに新たに無線移動中継端末71が設置されたときに、管理サーバ2は、新たな通信ルート情報を演算して新たな端末71に送信し、新たな端末71は、管理サーバ2から受信した自分の通信ルート情報及び無線端末5、50または無線移動中継端末7、70の通信ルート情報の両方を表示する。
【選択図】図7

Description

この発明は、電気通信技術に係り、特にアドホックネットワークにおいてデータを伝送する無線装置を備えた無線通信ネットワークに関するものである。
従来の無線通信ネットワークは端末装置だけで構成されるネットワークであり、端末装置は互いに対等に通信を実行し、アクセスポイント等の無線通信基盤が無い環境下でも無線端末間の通信を繰り返すことにより、目的とする無線端末やインターネット接続点との通信を実現することができるものである。
上記のシステムにおいては、データパケットと同じ通信経路により情報を収集するため、ネットワークが切断された場合に通信経路が確保できず、無線端末の状態等を視覚的に表示することができない。また、設置段階では通信経路が構築されていないため、これらの機能を利用できない。そのため、アドホックモードでの通信が可能な無線端末に、論理ネットワーク上の隣接端末の無線レベルを検知する無線レベル検知部、及び無線レベル検知部の検知結果より、アドホックモードによる通信が可能な隣接端末の数を示す情報を自機に搭載された表示デバイスに表示させる隣接端末数表示制御部を搭載させていた。(例えば、特許文献1 図11参照)
特開2007−104536号公報
従来の無線通信ネットワークは以上のように構成されており、自端末の周辺の無線端末数とその無線状態、及び目的の端末までの通信の到達可否は判断できるが、目的の端末と自端末間の通信ルートが複数確保されているとは限らず、通信ルートのホップ数が多くなる場合があるため、目的端末への通信信頼性が低く、応答性の良いルート設置可否の判断ができないという問題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、無線端末を新たに設置する場合において、無線端末間の通信の信頼性の高い複数ルートとなる場所への無線端末の設置可否を、設置場所にて容易に判断することができる無線通信ネットワークを得ようとするものである。
この発明に係る無線通信ネットワークは、
固定配置された計測装置に設置され、前記計測装置が計測するデータを無線送信する無線端末と、前記無線端末から送信される計測データを中継する無線移動中継端末と、前記無線端末または前記無線移動中継端末とデータ送受信を行う無線ホストと、前記無線ホストと接続され、前記無線端末または前記無線移動中継端末との通信ルート情報を管理する管理サーバで構成されたものであって、前記無線通信ネットワークに新たに無線端末または新たに無線移動中継端末が設置されたときに、前記管理サーバは、新たな通信ルート情報を演算して前記新たに設置された無線端末または前記新たに設置された無線移動中継端末に送信し、前記新たに設置された無線端末または前記新たに設置された無線移動中継端末は、前記管理サーバから受信した自分の通信ルート情報及び前記無線端末または前記無線移動中継端末の通信ルート情報の両方を表示することを特徴とするものである。
この発明は以上説明したように、新たに設置した無線端末または無線移動中継端末にあらかじめ管理サーバに設定したルート算出条件に基づいて算出された自端末の通信ルート数と、新たに設置した無線端末または無線移動中継端末の影響で通信ルート数及びそのルートにおける通信品質に更新が生じた無線端末または無線移動中継端末の更新情報を表示させることにより、無線端末または無線移動中継端末を新たに設置したことによる既設置の無線端末または無線移動中継端末の通信ルートの数や通信品質の影響を設置場所で確認することができ、信頼性の高い複数ルートとなる場所への設置可否判断を設置場所にて容易に判断することができる効果がある。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における無線通信ネットワークの構成図、図2は、図1の管理サーバの構成を示すブロック図、図3は、図1の無線ホストの構成を示すブロック図、図4は、図1の無線移動中継端末の構成を示すブロック図、図5は、図1の無線端末の構成を示すブロック図である。
図1において、本実施の形態1に係る無線通信ネットワークは、LAN(Local Area Network)1に接続された管理サーバ2及び管理者パソコン3と、電力量などを計測する計測装置A4及び計測装置B40にそれぞれ接続され、これら計測装置4、40が計測した計測データを検針(収集)する無線端末A5及び無線端末B50と、これらの無線端末5、50が収集した計測データを中継し、管理サーバ2に接続されている無線ホスト6に送信する無線移動中継端末A7及び無線移動中継端末B70により構成されている。
前記管理サーバ2は、図2に示すように、管理サーバ2の全ての機能を制御する中央制御部2aと、無線ホスト6と通信を行うためのシリアル入出力部2b及びシリアル送受信部2cと、LAN1を経由して管理者パソコン3と通信行うためのLAN入出力部2d及びLAN送受信部2eと、このLAN送受信部2eと前記シリアル送受信部2cの通信制御を行う通信制御部2fを備えている。
また、管理サーバ2は、無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70と無線ホスト6との間の通信ルートの算出条件の設定値や無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の通信ルート情報と無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70にて取得した電界強度などの接続情報を記憶する記憶装置2gと、通信ルート情報と接続情報を中央制御部2aから記憶装置2gに読み出しや書き込みを行うためのデータ読出書込部2hと、通信ルート情報と接続情報から無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の通信ルートを算出するための演算処理部2iと、この演算処理部2iによる演算処理結果を管理者パソコン3に表示するための表示内容を生成する表示データ生成部2jと、無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の全ての接続情報を定期的に収集するためのタイマ部2kとを備えている。これらデータ読出書込部2h、演算処理部2i、表示データ生成部2j、タイマ部2kは中央制御部2aにより制御される。
前記無線ホスト6は、図3に示すように、無線端末5、50または無線移動中継端末7、70との無線通信を行うアンテナ6aと、無線端末5、50または無線移動中継端末7、70間の送受信の電界強度を測定する電界強度測定部6bを有すると共に、アンテナ6aを介して無線端末5、50または無線移動中継端末7、70と通信する無線部6cと、無線I/F(インターフェース、以下同じ)部6dと、アンテナ6a及び無線部6cを介して無線ネットワークを生成し、全ての無線端末5、50または無線移動中継端末7、70のアドレス割当と登録及び管理をする無線ネットワーク制御部6eと、データをアドレスに基づいて無線端末5、50または無線移動中継端末7、70へ送信するためのルーテ
ィングテーブル6fと、送受信のデータを処理するアプリケーション部6gと、管理サーバ2と通信を行うためのシリアル入出力部6h及びシリアル通信制御部6iで構成されている。
以上のように構成された無線ホスト6は、管理サーバ2から、シリアル入出力部6hとシリアル通信制御部6iを経由して計測値を収集する要求データを受信し、受信した要求データをアプリケーション部6gで処理する。そして、処理した要求データを、無線ネットワーク制御部6eへ転送し、管理サーバ2によって指定された宛先の無線端末5、50または無線移動中継端末7、70へ、ルーティングテーブル6fに基づいて、無線I/F部6d、無線部6c及びアンテナ6aを介して送信する。
前記無線移動中継端末A7は、図4に示すように、無線ホスト6及び無線端末5、50または他の無線移動中継端末B70と無線通信を行うアンテナ7aと、無線ホスト6及び無線端末5、50または他の無線移動中継端末B70との間の電波の強さである電界強度
を測定する電界強度測定部7bを有する無線部7cと、無線I/F部7dと、無線ホスト6及び無線端末5、50または他の無線移動中継端末B70へのデータをアドレスに基づいて中継するためのルーティングテーブル7eと、データ中継処理部7fと、周辺の無線ホスト6及び無線端末5、50または無線移動中継端末7、70間の電界強度などの接続情報を保持する隣接端末情報テーブル7gと、定期的に前記接続情報を取得するためのタイマ部7hと、管理サーバ2より受信した通信ルート情報などの自己宛データ処理機能を有するアプリケーション部7iと、このアプリケーション部7iで処理された自己の通信ルート情報を表示する表示部7jと、接続モニタと通信を行うためのシリアル入出力部7kと、シリアル通信制御部7lで構成されている。
以上のように構成された無線移動中継端末A7は、アンテナ7a及び無線部7cを介し
て無線端末5、50または他の無線移動中継端末B70とデータ送受信を行う。受信したデータは、データ中継処理部7fにおいて自己宛あるいは自己以外宛かを判断し、自己宛であれば、アプリケーション部7iへ転送、処理(例えば、周辺電界強度情報データ要求であれば、周辺にある端末間の電界強度を測定する)する。自己宛以外の受信データは、データ中継処理部7fへ転送し、ルーティングテーブル7eに基づいて無線I/F部7d、無線部7c、アンテナ7aを介して送信する。ルーティングテーブル7eは、受信したデータの宛先である最終宛先端末アドレスと周辺にある直接通信可能な次宛先アドレスとを対比したテーブルであり、データ中継処理部7fは、受信したデータが、自己宛以外であれば、このテーブルに基づいて最終宛先端末アドレスに対応した次宛先端末アドレスへ無線I/F部7d、無線部7c、アンテナ7aを介してデータ送信を行う。タイマ部7hは、所定時間経過をアプリケーション部7iへ通知し、このタイミングで無線部7c内の電界強度測定部7bが周辺の無線端末5、50または無線移動中継端末7、70間の電界強度測定を行い、測定された結果が隣接端末情報テーブル7gへ格納される。
前記無線端末A5は、図5に示すように、無線ホスト6及び無線移動中継端末7、70
または他の無線端末B50との無線通信用のアンテナ5aと、無線ホスト6及び無線移動
中継端末7、70または他の無線端末B50間の電界強度を測定する電界強度測定部5b
を有する無線部5cと、無線I/F部5dと、無線ホスト6及び他の無線端末B50または他の無線移動中継端末7、70へデータをアドレスに基づいて中継するためのルーティングテーブル5eと、データ中継処理部5fと、周辺の無線ホスト6及び無線端末B50または無線移動中継端末7、70間の電界強度などの接続情報を保持する隣接端末情報テーブル5gと、定期的に前記接続情報を有するアプリケーション部5hと、計測装置4と通信を行うためのシリアル入出力部5i及びシリアル通信制御部5jと、タイマ部5kで構成される。
以上のように構成された無線端末A5は、無線移動中継端末7、70と同様に、前記アンテナ5a及び無線部5cを介して他の無線端末B50または無線移動中継端末7、70とデータ送受信を行う。受信したデータは、データ中継処理部5fにおいて自己宛データあるいは自己以外宛データかが判断され、自己宛データであれば、アプリケーション部5hへ転送される。計測装置のデータ要求であれば、シリアル通信制御部5jとシリアル入出力部5iを介して、計測装置A4と通信を行い、取得したデータはデータ中継処理部5
fへ転送される。データ中継処理部5fは、ルーティングテーブル5eに基づいて、取得したデータを無線I/F部5d、無線部5cを介して管理サーバ2へ送信する。その他の動作については、無線移動中継端末A7と同様である。
なお、無線移動中継端末B70及び後述する無線移動中継端末C71は前記無線移動中
継端末A7と同一構成であり、また、無線端末B50は前記無線端末A5と同一構成である。
図6は、本実施の形態におけるシステム全体の流れを説明するためのフローチャート、図7は、無線移動中継端末C71を新たに設置した場合のシステム構成図、図8は、管理サーバ2に設定する区間通信品質の設定例を示す図、図9は、通信ルートがない場合の自端末のLEDの表示例を示す図、図10は、通信ルートが1本の場合の自端末のLEDの表示例を示す図、図11は、通信ルートが3本以上の場合の自端末のLEDの表示例を示す図、図12は、新たに設置された無線端末及び無線移動中継端末に接続された接続モニタの表示例を示す図である。
図7は無線移動中継端末C71を新たに設置した無線通信ネットワークを示しており、無線移動中継端末C71以外は図1と同じである。無線移動中継端末C17の構成は、無線端末A7及び無線移動中継端末B70と同じである。
管理サーバ2に設定される区間通信品質の設定値例を示す図8において、区間通信品質とは、ある一定の範囲の電界強度に対応したランクのことであり、例えば、電界強度が−70dBm以上の通信ルートにはランク1を設定する。
次に、図7に示すように、新たな無線移動中継端末C71が設置された無線通信ネットワークの動作について、図6を用いて説明する。なお、動作説明において、最大ホップ数とは、無線端末に通知する管理サーバ2までの通信ルートの算出条件を設定する値のことであり、例えば、最大ホップ数を3に設定した場合、4以上のホップ数のルートが構築されても無線端末には通知しないものである。また、通信ルートの通信品質とは、無線端末5、50または無線移動中継端末7、70、71に通知する管理サーバ2までの通信ルートの区間通信品質の合計であり、例えば、通信ルートの通信品質を5に設定した場合、管理サーバ2から無線端末5、50または無線移動中継端末7、70、71の間の各通信ルートの通信品質の合計が6以上のルートが構築されても、無線端末5、50または無線移動中継端末7、70、71には通知しないものである。
最初に、管理者(図示しない)は管理者パソコン3から管理サーバ2に区間通信品質、最大ホップ数、及び通信ルートの通信品質を設定する(Step1)。次に、新たに無線移動中継端末C71を設置する(Step2)。無線移動中継端末C71は、新たに設置
されると、まず、親機となる無線ホスト6を見つけ、参入動作を行う(Step3)。
無線ホスト6は、無線移動中継端末71が参入動作を行うと、管理サーバ2に対して無線移動中継端末C71のネットワークアドレスを通知する(Step4)。管理サーバ2は、無線ホスト6から新たに設置された無線移動中継端末C71のネットワークアドレスの通知を受けると、無線ホスト6を介して、無線移動中継端末C71に無線移動中継端末
C71と周囲の無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の間の電界強度情報を要求する電文を送信する(Step5、6)。
無線移動中継端末C71は、管理サーバ2からの電界強度情報を要求する電文を受信すると、無線移動中継端末C71と周囲の無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の間の電界強度を測定する(Step7)。そして、無線移動中継端末C71は、測定した電界強度情報を無線ホスト6を介して管理サーバ2に送信する(Step8、9)。
無線中継端末C71からの電界強度情報を取得した管理サーバ2は、無線移動中継端末C71から送られてきた電界強度情報と、管理サーバ2の記憶装置2gに記憶された無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の通信ルート情報から、無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70、71の通信ルートを、管理サーバ2に設定された区間通信品質、最大ホップ数、及び通信ルートに基づいて算出する(Step10)。管理サーバ2は、通信ルート情報を算出すると、それを無線ホスト6を介して無線移動中継端末C71に送信する(Step11、12)。
次に、管理サーバ2は、算出した通信ルートと、管理サーバ2の記憶装置2gに記憶されていた無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の通信ルートを比較する(Step13)。管理サーバ2は、比較した通信ルートに差異があった場合、記憶していた通信ルートを更新し差異があった場合に新たな通信ルート情報を演算し、無線ホスト6を介して無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70、71に対して送信する(Step14、15)。
管理サーバ2から通信ルートを受信した無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70、71は、自端末の通信ルート情報を表示部に表示する。図9、図10、図11は、自端末の通信ルート情報を表すLEDの表示の一例を示している。図9は通信ルートがない場合、図10は通信ルートが1本の場合、図11は通信ルートが3本以上の場合を示す。LEDは通信ルートのルート数を表す。通信ルートがない場合は全消灯、通信ルートが1本の場合はLEDがひとつ点灯、2本の場合はLEDが二つ点灯、3本以上の場合はLEDが全点灯する。
また、無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70、71に接続モニタ8が接続されている場合は、通信ルート情報に変更があった無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70の通信ルート情報を、接続モニタ8に表示する(Step16)。
図12において、新たに設置された無線移動中継端末C71の接続モニタ8には、更新された無線端末A5、無線端末B50の更新された通信ルートの本数と更新されたルートの通信品質を表示する。なお、ネットワークアドレス(1)は無線端末A5の、また、ネットワークアドレス(2)は無線端末B50のアドレスをそれぞれ示し、無線端末A5の場合は新たに無線移動中継端末C71が設置されたことにより、通信ルートが2本から3本に増加し、通信品質が3に向上したことを示している。また、同様に、無線端末B50の場合は新たに無線移動中継端末C71が設置されたことにより、通信ルートが2本から3本に増加し、通信品質が4に向上したことを示していることから、無線移動中継端末C71を設置したことにより通信信頼性が高く応答性の良いルート設置ができたことが判断できる。
以上説明したように、本実施の形態1による無線通信ネットワークは、固定配置された計測装置4、40に設置され、計測装置4、40が計測するデータを無線送信する無線端末5、50と、これらの無線端末5、50から送信される計測データを中継する無線移動中継端末7、70と、無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70とデータ送受信を
行う無線ホスト6と、無線ホスト6と接続され無線端末5、50及び無線移動中継端末7、70との通信ルートを管理する管理サーバ2とで構成されるシステムであって、無線移動中継端末C71が新たに設置された場合、新たに設置された無線移動中継端末C71の電界強度情報と既設置の通信ルート情報から新たな通信ルートを算出・通知する手段と、新たに設置された無線移動中継端末C71に、管理サーバ2より受信した自端末の通信ルート情報と自端末設置によって通信ルートが更新された無線端末5、50または無線移動中継端末7、70の情報を表示する手段を備えているので、自端末の通信ルート及び自端末が設置されたことによる他の端末の通信ルート変更情報の両方を、設置した場所で表示させるので、信頼性の高い複数ルートとなる場所への設置可否判断を、設置場所にて容易に判断することができる。
なお、上記の説明では管理サーバ2と無線ホスト6を別の構成にしたが、管理サーバ2が無線ホスト6の機能を含む構成にしてもよい。また、上記の説明では無線移動中継端末C71が新たに設置された場合の構成を説明したが、ここで、新たに、というのは、無線移動中継端末7または70が、一度電源を切って、再度電源を入れた場合も含む。また、上記の説明では無線移動中継端末7、70があらかじめ設置されている構成にしたが、無線移動中継端末7、70が設置されていない状態で無線移動中継端末C71が設置された場合の構成にしてもよい。また、上記の説明では管理者がLAN1を介して管理者パソコン3から管理サーバ2に設定する構成にしたが、管理者が管理サーバ2に直接設定してもよく、上記いずれも本願発明に含まれる。
この発明の実施の形態1に係る無線通信ねとワークの構成を示すブロック図である。 実施の形態1における管理サーバの構成を示すブロック図である。 実施の形態1における無線ホストの構成を示すブロック図である。 実施の形態1における無線移動中継端末無線端末の構成を示すブロック図である。 実施の形態1における無線端末の構成を示すブロック図である。 実施の形態1における動作を説明するためのフローチャートである。 無線移動中継端末を新たに設置した場合のネットワークの構成を示すブロック図である。 管理サーバに設定する区間通信品質の設定例を示す図である。 通信ルートがない場合の自端末のLEDの表示例を示す図である。 通信ルートが1本の場合の自端末のLEDの表示例を示す図である。 通信ルートが3本以上の場合の自端末のLEDの表示例を示す図である。 接続モニタの表示例を示す図である。
符号の説明
1 LAN、
2 管理サーバ、2a 中央制御部、2b シリアル入出力部、
2c シリアル送受信部、2d LAN入出力部、2e LAN送受信部、
2f 通信制御部、2g 記憶装置、2h データ読出書込部、2i 演算処理部、
2j 表示データ生成部、2k タイマ部、
3 管理者パソコン、
4 計測装置A、40 計測装置B、
5 無線端末A、50 無線端末B、5a アンテナ、5b 電界強度測定部、
5c 無線部、5d 無線I/F部、5e ルーティングテーブル、
5f データ中継処理部、5g 隣接端末情報テーブル、5h アプリケーション部、
5i シリアル入出力部、5j シリアル通信制御部、5k タイマ部、
5l 表示部、
6 無線ホスト、6a アンテナ、6b 電界強度測定部、6c 無線部、
6d 無線I/F部、6e 無線ネットワーク制御部、6f ルーティングテーブル、
6g アプリケーション部、6h シリアル入出力部、6i シリアル通信制御部、
7 無線移動中継端末A、70 無線移動中継端末B、7a アンテナ、
7b 電界強度測定部、7c 無線部、7d 無線I/F部、
7e ルーティングテーブル、7f データ中継処理部、
7g 隣接端末情報テーブル、7h タイマ部、7i アプリケーション部、
7j 表示部、7k シリアル入出力部、7l シリアル通信制御部、
8 接続モニタ。

Claims (2)

  1. 固定配置された計測装置に設置され、前記計測装置が計測するデータを無線送信する無線端末と、前記無線端末から送信される計測データを中継する無線移動中継端末と、前記無線端末または前記無線移動中継端末とデータ送受信を行う無線ホストと、前記無線ホストと接続され、前記無線端末または前記無線移動中継端末との通信ルート情報を管理する管理サーバで構成された無線通信ネットワークであって、前記無線通信ネットワークに新たに無線端末または新たに無線移動中継端末が設置されたときに、前記管理サーバは、新たな通信ルート情報を演算して前記新たに設置された無線端末または前記新たに設置された無線移動中継端末に送信し、前記新たに設置された無線端末または前記新たに設置された無線移動中継端末は、前記管理サーバから受信した自分の通信ルート情報及び前記無線端末または前記無線移動中継端末の通信ルート情報の両方を表示することを特徴とする無線通信ネットワーク。
  2. 前記管理サーバは、前記新たに設置された無線端末または前記新たに設置された無線移動中継端末と前記無線端末または前記無線移動中継端末との間の電界強度情報及び前記管理サーバ内に記憶された前記無線ホスト、前記無線端末、または前記無線移動中継端末の通信ルート情報に基づいて新たな通信ルート情報を演算することを特徴とする請求項1に記載の無線通信ネットワーク。
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